ИРКУТСКИЙ Национальный Исследовательский ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЗАДАНИЕ
НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
По дисциплине "Основы проектирования и расчета ТиТТМО"
Студенту Власенко Антону Васильевичу
Вариант 45
группа ЭТб-12-1
Тема проекта Проектировочный расчет автомобиля УРАЛ-44202.
Исходные данные
Модель автомобиля
УРАЛ-44202
Полная масса, (кг)
Модель двигателя
ЯМЗ-236 НЕ
Колея В, (мм)
Высота габарит. без нагрузки Н, (мм)
Коэффициент аэродинамического сопротивления, Сх
1,04
Передаточное число коробки передач
6,17; 3,40; 1,79; 1,00; 0,78
Передаточное число раздаточной коробки
2,15; 1,30
Передаточное число главной передачи
8,05
Размер шин
14,00 х 20
r статический, (м)
0,555
Узел для расчета
Карданная передача
Рекомендуемая литература
1.Федотов, А.И. Основы проектирования и расчета транспортных и транспортно-технологических машин / Учеб. пособие для студентов направления подготовки 190600.62 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», профилей подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство» и «Автосервис»/ А.И. Федотов, Иркут. гос. техн. ун-т. – Иркутск: ИрГТУ, 2014 – 350 с. (электронный ресурс), ДСК –3667
2. Федотов, А.И. Основы проектирования и расчета транспортных и транспортно-технологических машин / Учеб. пособие для студентов направления подготовки 190600.62 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», профилей подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство» и «Автосервис»/ А.И. Федотов, Иркут. гос. техн. ун-т. – Иркутск: ИрГТУ, 2014 – 350 с. (электронный ресурс), ДСК –3667
3. Федотов А.И.Механика движения автомобиля: учеб. пособие. – Иркутск. 2013. –142 с. Электронный ресурс. ДСК – 3675.
4.Автомобили. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности 190601 - Автомобили и автомобильное хозяйство. Составители: А.И. Федотов, А.В. Бойко. - Иркутск: Издательство Иркутский государственный технический университет- 2008 г., Часть 2. 47 с.
5. Вахламов, В. К. Автомобили: Конструкция и элементы расчета: учеб. для вузов по специальности "Автомобили и автомобил. хоз-во"... / В. К. Вахламов. - М.: Академия, 2006. - 478 с.
6. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е., Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств. – М.: Машиностроение. 1989. – 238 с.
7. Лукин П. П. Гаспарянц Г. А. Родионов В. Ф. Конструирование и расчёт автомобиля. – М.: Машиностроение. 1984. – 376 с.
8. Осепчугов В. В. Фрумкин А. К. Автомобиль. Анализ конструкций, элементы расчёта. – М.: Машиностроение. 1989.–303с.
Графическая часть на 1 листе формата А1
Дата выдачи задания 26 " сентября 2015г.
Дата представления проекта руководителю " 12 " декабря 2015г.
Руководитель курсового проектирования А.В. Бойко
СОДЕРЖАНИЕ
Исходные данные для курсового проектирования: 2
ВВЕДЕНИЕ. 6
1 ПОСТРОЕНИЕ ВНЕШНЕЙ СКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ЯМЗ 236 НЕ. 7
2 ТЯГОВЫЙ БАЛАНС АВТОМОБИЛЯ.. 12
3 ДИНАМИЧЕСКИЙ ФАКТОР АВТОМОБИЛЯ.. 23
4 ХАРАКТЕРИСТИКА УСКОРЕНИЙ АВТОМОБИЛЯ.. 32
5 ХАРАКТЕРИСТИКА ВРЕМЕНИ И ПУТИ РАЗГОНА АВТОМОБИЛЯ.. 42
Целью курсового проекта является закрепление знаний по основным разделам курса «Основы проектирования и расчета ТиТТМО», а также развитее навыков самостоятельного исследования эксплуатационных свойств автотранспортных средств.
Общей задачей работы является определение основных динамических и экономических параметров автомобиля и двигателя при изменении нагрузочных и скоростных режимов его работы, динамических показателей при разгоне, расчет топливной экономичности автомобиля.
ПОСТРОЕНИЕ ВНЕШНЕЙ СКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ЯМЗ 236 НЕ
Внешняя скоростная характеристика представляет собой зависимость эффективной мощности , [ кВт];эффективного крутящего момента , [ Н·м]; удельного расхода топлива , [ г/кВт·ч]; часового расхода топлива , [ кг/ч];от частоты вращения коленчатого вала ,[об/мин] при установившемся режиме работы двигателя и максимальной подаче топлива.
Определение текущего значения эффективной мощности [кВт], от частоты вращения коленчатого вала двигателя производится по эмпирической зависимости, предложенной С.Р. Лейдерманом
, (1)
где -максимальная эффективная мощность двигателя, [кВт];
- текущая частота вращения, [об/мин];
- частота вращения при максимальной мощности, [об/мин].
Для бензинового двигателя коэффициенты =1 и =1.
Определение наименьшей устойчивой - и максимальной - частот вращения коленчатого вала [об/мин]:
=0,2· ;
= 0,2·2100≈420[об/мин]
=1,05· ;
= 1,05·2100≈2205[об/мин]
На данном двигатели ЯМЗ 236 НЕ устоновлена регуляторная ветвь
nрег=0.95·
n рег= 0,95·2205≈2095[об/мин]
Определение значения эффективной мощности для 420[об/мин]
[кВт]
Значения эффективной мощности двигателя сводятся в таблицу 1.
Определение мощности НЕТТО двигателя , кВт:
= 0,9· (2)
= 0,9·25,68 = 23,12[кВт]
Значения мощности НЕТТО двигателя сводятся в таблицу 1.
Определение эффективного крутящего момента двигателя , [Н·м]:
=9550· (3)
= = 584,10[Н·м]
Значения эффективного крутящего момента двигателя сводятся в таблицу 1.
Определение крутящего момента двигателя НЕТТО , [Н·м]:
= 0,9· (4)
= 0,9·584,10= 525,69 [Н·м]
Значения крутящего момента двигателя НЕТТО сводятся в таблицу 1.
Определение удельного расхода топлива , [г/кВт·ч]:
, (5)
где - минимальный удельный расход топлива [г/кВт·ч].
= 282,88 [г/кВт·ч]
Значения удельного расхода топлива двигателя сводятся в таблицу 1.
Определение часового расхода топлива двигателя , [кг/ч]:
(6)
= 7,27[кг/ч]
Значения часового расхода топлива двигателя сводятся в таблицу 1.
Таблица 1 – Параметры внешней скоростной характеристики двигателя ЯМЗ 236 НЕ
Значения частот вращения ne, [об/мин]
Параметры внешней скоростной характеристики двигателя
Эффект.мощность, Ne[кВт]
Мощность НЕТТО, Ne'[кВт]
Эффект.момент,Me[Н.м]
Момент НЕТТО,Me'[Н.м]
Удельный расход, ge[г/кВт.час]
Часовой расход, GT[кг/час]
25,69
23,12
584,10
525,69
282,88
7,27
38,12
34,31
640,12
576,11
265,99
10,14
51,72
46,55
688,44
619,59
251,31
13,00
66,13
59,52
729,04
656,14
238,85
15,80
80,98
72,88
761,93
685,74
228,61
18,51
95,92
86,32
787,11
708,40
220,59
21,16
110,58
99,52
804,57
724,12
214,78
23,75
124,60
112,14
814,33
732,89
211,20
26,32
137,63
123,87
816,37
734,73
209,83
28,88
149,30
134,37
810,70
729,63
210,68
31,45
159,25
143,33
797,31
717,58
213,74
34,04
167,14
150,43
776,18
698,56
219,03
36,61
168,79
151,91
769,50
692,55
220,75
37,26
226,53
ТЯГОВЫЙ БАЛАНС АВТОМОБИЛЯ
Тяговый баланс автомобиля – это совокупность графиков зависимостей силы тяги на ведущих колесах , [Н] (на различных передачах), а также суммы сил сопротивления качению , [Н] и воздуха , [Н] от скорости движения автомобиля , [км/ч];
Расчет сил тяги на колесах для каждой передачи , [Н]:
, (7)
где – коэффициент полезного действия трансмиссии;
– передаточное число трансмиссии;
– радиус качения колеса, [м].
, (8)
где – передаточное число коробки переменных передач;
– передаточное число раздаточной коробки, на данном автомобиле раздаточная коробка отсутствует;
– передаточное число главной передачи.
Радиус качения колеса , [м] для диагональной шины определяется следующим образом:
КПД трансмиссии определяется:
, (9)
где L – число пар цилиндрических шестерен в трансмиссии автомобиля, через которые передается крутящий момент на -той передаче;
M – число пар конических или гипоидных шестерен;
K – число карданных шарниров.
Расчет скорости движения автомобиля для каждой передачи , [км/ч]:
(10)
Расчет силы тяги на колесах и скорости автомобиля на 1-ой передаче:
[м]
[Н]
[км/ч]
Расчеты сил тяги на колесах и скорости автомобиля на 1-ой высшей, 2-ой, 3-ей, 4-ой и 5-ой передачах проводятся аналогично, с учетом изменения КПД и передаточного числа трансмиссии. Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля сводятся в таблицу 2.
Расчет силы сопротивления качению колес автомобиля по дорожному покрытию , [Н]:
, (11)
где - полная масса автомобиля, [кг];
= 9,81 – ускорение свободного падения, [м/с2];
- коэффициент сопротивления качению автомобильного колеса.
, (12)
где = 0,018 – коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по асфальтобетону;
= 0,03 - коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по грунтовой дороге.
Расчет коэффициента сопротивления качению колеса и силы сопротивления качению колес автомобиля по асфальтобетону , при скорости 0 [км/ч]:
[Н]
Расчет коэффициента сопротивления качению колеса и силы сопротивления качению колес автомобиля по грунтовой дороге , при скорости 0 [км/ч]:
[Н]
Значения сил сопротивления качению колес автомобиля сводим в таблицу 3.
Расчет силы сопротивления воздуха действующей на автомобиль , [Н]:
, (13)
где - коэффициент обтекаемости формы автомобиля, [кг/м3];
- площадь МИДЕЛЯ – площадь проекции автомобиля на плоскость перпендикулярную продольной оси, [м2].
,
где - коэффициент аэродинамического сопротивления;
= 1,225[кг/м3] – плотность воздуха.
, [м2]
где - наибольшая ширина автомобиля, [м];
- наибольшая высота автомобиля, [м].
[кг/м3]
[м2]
Расчет силы сопротивления воздуха действующей на автомобиль , при скорости 0 [км/ч]:
[Н]
Значения сил сопротивления воздуха автомобиля сводятся в таблицу 3.
Определение значений предельных сил сцепления ведущих колес автомобиля с дорогой, Н:
,
где - масса автомобиля, приходящаяся на его ведущие колеса, для данного автомобиля , [кг].
Значения коэффициентов сцепления:
j = 0,2 - укатанная снежная дорога;
j = 0,4 - мокрый асфальтобетон;
j = 0,6 - сухая грунтовая дорога;
j = 0,8 - сухой асфальтобетон.
при [Н]
при [Н]
при [Н]
при [Н]
Таблица 2 – Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля УРАЛ-44202
1 передача в КП и 1 передача в РК: КПД трансмиссии –
hтр = 0,799; передаточное число трансмиссии – Uтр = 88,29; радиус качения колеса - rк = 0,5661 м.
1 передача в КП и 2 передача в РК: КПД трансмиссии –
hтр = 0,799; передаточное число трансмиссии – Uтр = 53,38; радиус качения колеса - rк = 0,5661 м.
Значения частот вращения ne, [об/мин]
Параметры тягового баланса автомобиля
Параметры тягового баланса автомобиля
Vа- скорость автомобиля, [км/ч]
Момент НЕТТО,
Me'[Н м]
Fк - сила тяги на калесах, [Н]
Vа- скорость автомобиля, [км/ч]
Момент
НЕТТО,
Me'[Н м]
Fк - сила тяги на калесах, [Н]
0,84
525,69
79231,89
1,39
525,69
47907,65
1,14
576,11
86831,82
1,88
576,11
52502,96
1,43
619,59
93385,61
2,37
619,59
56465,72
1,73
656,14
98893,26
2,86
656,14
59795,92
2,03
685,74
103354,76
3,35
685,74
62493,57
2,33
708,40
106770,11
3,85
708,40
64558,67
2,62
724,12
109139,32
4,34
724,12
65991,22
2,92
732,89
110462,39
4,83
732,89
66791,21
3,22
734,73
110739,31
5,32
734,73
66958,65
3,51
729,63
109970,08
5,81
729,63
66493,54
3,81
717,58
108154,71
6,30
717,58
65395,87
4,11
698,56
105287,51
6,80
698,56
63662,22
4,19
692,55
104382,15
6,92
692,55
63114,79
4,41
7,29
Таблица 2 – Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля УРАЛ-44202
2 передача в КП и 2 передача в РК: КПД трансмиссии –
hтр = 0,799; передаточное число трансмиссии – Uтр = 27,5; радиус качения колеса - rк = 0,5661 м.
3 передача в КП и 2 передача в РК: КПД трансмиссии –
hтр = 0,799; передаточное число трансмиссии – Uтр = 15,6; радиус качения колеса - rк = 0,5661 м.
Значения частот вращения ne, [об/мин]
Параметры тягового баланса автомобиля
Параметры тягового баланса автомобиля
Vа- скорость автомобиля, [км/ч]
Момент НЕТТО, Me'[Н м]
Fк - сила тяги на калесах, [Н]
Vа- скорость автомобиля, [км/ч]
Момент НЕТТО, Me'[Н м]
Fк - сила тяги на калесах, [Н]
2,52
525,69
26399,68
4,79
525,69
13898,65
3,41
576,11
28931,94
6,48
576,11
15231,82
4,30
619,59
31115,63
8,18
619,59
16381,46
5,20
656,14
32950,75
9,87
656,14
17347,60
6,09
685,74
34437,30
11,57
685,74
18130,23
6,98
708,40
35575,28
13,26
708,40
18729,34
7,87
724,12
36364,69
14,96
724,12
19144,94
8,77
732,89
36805,53
16,65
732,89
19377,03
9,66
734,73
36897,80
18,35
734,73
19425,61
10,55
729,63
36641,50
20,04
729,63
19290,67
11,44
717,58
36036,62
21,74
717,58
18972,22
12,33
698,56
35081,29
23,43
698,56
18469,27
12,56
692,55
34779,62
23,87
692,55
18310,45
13,23
25,12
Таблица 2 – Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля УРАЛ-44202
4 передача в КП и 2 передача в РК: КПД трансмиссии –
hтр = 0,815; передаточное число трансмиссии – Uтр = 9,51; радиус качения колеса - rк = 0,5661 м.
5 передача в КП и 2 передача в РК: КПД трансмиссии –
hтр = 0,799; передаточное число трансмиссии – Uтр = 6,88; радиус качения колеса - rк = 0,5661 м.
Значения частот вращения ne, [об/мин]
Параметры тягового баланса автомобиля
Параметры тягового баланса автомобиля
Vа- скорость автомобиля, [км/ч]
Момент НЕТТО, Me'[Н м]
Fк - сила тяги на калесах, [Н]
Vа- скорость автомобиля, [км/ч]
Момент НЕТТО, Me'[Н м]
Fк - сила тяги на калесах, [Н]
8,56
525,69
7920,10
10,98
525,69
6056,40
11,59
576,11
8679,80
14,88
576,11
6637,33
14,63
619,59
9334,92
18,77
619,59
7138,29
17,66
656,14
9885,47
22,66
656,14
7559,29
20,69
685,74
10331,44
26,55
685,74
7900,32
23,72
708,40
10672,85
30,43
708,40
8161,39
26,75
724,12
10909,67
34,33
724,12
8342,49
29,79
732,89
11041,93
38,22
732,89
8443,62
32,82
734,73
11069,61
42,11
734,73
8464,79
35,85
729,63
10992,72
46,00
729,63
8405,99
38,88
717,58
10811,25
49,89
717,58
8267,23
41,91
698,56
10524,64
53,78
698,56
8048,06
42,70
692,55
10434,14
54,79
692,55
7978,85
44,95
57,67
Таблица 3 – Значения сил сопротивления движению автомобиля УРАЛ -44202
Исходные данные для расчета: масса автомобиля – ma= 14560 кг; мидель автомобиля – Sx= 5,2 м2;
коэффициент обтекаемости формы – Кв = 0,637 кг/м3.